Жидко-кристаллические дисплеи, их параметры

Содержание:

1. Основное понятие и история создания.
2. Технические характеристики.
3. Устройство.
4. Технологии:

4.1 TN + film

4.2 IPS (In-Plane Switching)

4.3 Технология MVA (PVA) (Vertical Alignment)

1. Ориентировочные характеристики технологий
2. Применение.
3. Преимущества и недостатки.

8. Перспективы

1. Основное понятие и история создания

Жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей, ЖКД, англ. Liquid crystal display, LCD ), также Жидкокристаллический монитор (ЖК-монитор) — плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея. Жидкокристаллические мониторы имеют панели, ячейки (пикселы) которых содержат жидкие вещества, обладающие некоторыми свойствами, присущими кристаллам. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического поля могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять поляризацию светового луча, проходящего сквозь них.

Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff ) компании RCA (Принстон, штат Нью-Джерси).

2. Технические характеристики

Усилиями компаний-производителей в голову потребителя прочно внедряется мысль, что единственным критерием отбора современного ЖК монитора является время отклика: чем оно меньше, тем лучше. При этом прочие параметры либо не принимаются во внимание, либо сознательно отодвигаются на задний план. На самом деле параметров, напрямую влияющих на удобство работы с монитором, гораздо больше.

Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:

• Разрешение — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией.
• Размер точки (размер пиксела) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением.
• Соотношение сторон экрана (формат) — отношение ширины к высоте (5:4, 4:3, 8:5, 5:3, 16:9 и др.)
• Видимая диагональ — размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.
• Контрастность — отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.
• Яркость — количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.
• Время отклика — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.
• Угол обзора — угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.
• Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.

Усилиями компаний-производителей в голову потребителя прочно внедряется мысль, что единственным критерием отбора современного ЖК монитора является время отклика: чем оно меньше, тем лучше. При этом прочие параметры либо не принимаются во внимание, либо сознательно отодвигаются на задний план. На самом деле параметров, напрямую влияющих на удобство работы с монитором, гораздо больше.

Важнейшим параметром плоскопанельных дисплеев является стандартное (Native) разрешение. Оно соответствует числу пикселов по горизонтали и вертикали. Именно в стандартном разрешении ЖК-монитор воспроизводит изображение наиболее качественно. Разрешение определяется размером ячеек и диагональю панели. Сейчас производятся панели с ячейками размером 0,248-0,3 мм. Если панель ЖК-монитора поддерживает стандартное разрешение 1024x768, это значит, что на каждой из 768 линий расположено 1024x3 = 3072 ячейки. Заметим, что на ЭЛТ-мониторе можно установить разрешение больше стандартного (рекомендуемого) для данной величины диагонали экрана, а на ЖК-мониторе — нельзя в принципе. Как правило, в ЖК мониторах предусмотрена возможность использовать разрешение более низкое, чем стандартное. Обычно применяют метод растяжения (Expansion). Он основан на интерполяции изображения с низким разрешением на всю площадь экрана. Понятно, что интерполяция ухудшает резкость изображения и вносит цветовые искажения.

Яркость — максимальная удельная светимость поверхности экрана. Измеряется в нитах (nit). 1 нит = 1 кд/м2 (кандела на квадратный метр). Чем больше это значение, тем светлее изображение. Типовая яркость белого цвета для мониторов CRT составляет около 120 кд/м2 ; профессионалы, использующие при работе с графикой LCD-монитор, редко калибруют его так, чтобы яркость белого превышала 120 кд/м2 . Таким образом, даже яркость 220 кд/м2 , обеспечиваемая большинством продаваемых в настоящее время мониторов, является достаточной для повседневного использования. Средним считается значение яркости 220-250 кд/м2 , некоторые панели поддерживают более высокие значения.

Контрастность — это отношение разности яркостей отображаемых монитором белого и черного цветов к яркости белого цвета. Например, для дисплея, максимальная и минимальная яркости которого равны 200,5 кд